M5スタックを使った鉄道模型コントローラ

鉄道模型(今回はZゲージ)のコントローラをM5Stackを使って作成しました。
車両の進行方向と速度の制御に加えて、配置したレールのポイントの切り替えもM5Stackから可能になっています。

動画

開発素材

デバイス

M5Stack

M5Stack用4チャンネルDCモータードライバモジュール

Zゲージ

M5Stack用エンコーダユニット

API

LovyanGFX

システム構成

ハードウェア構成

1. M5StackにM5Stack用4チャンネルDCモータードライバモジュールとM5Stack用エンコーダユニット接続します。
2. M5Stack用4チャンネルDCモータードライバモジュールとZゲージのレールを接続します。
   • チャンネル4: Zゲージのレールへの給電用フィーダー
   • チャンネル1: Zゲージ右分岐レール
   • チャンネル3: Zゲージ左分岐レール

ソフトウェア

表示

• モータドライバが出力するPWMのデューティ比の目安をメータとして表示
• メーターの中心に大まかな状態を表示
  • 停車中
  • 走行中(緑)
  • 注意速度 (黄)
  • 危険速度(赤)
• 走行方向、走行レーンを下に表示
  • 走行方向は大阪環状線基準で外回り(右回り)、内回り(左回り)で表示
  • ポイント切り替えしたときの走行レーンに矢印を表示

操作

1. エンコーダユニットによる操作
   • エンコーダユニットを右に回すとモータードライバのチャンネル4のデューティ比を上げます。 * これにより、車両は加速します。
     • エンコーダユニットを左に回すとモータードライバのチャンネル4のデューティ比を下げます。
       • これにより、車両は減速します。
     • エンコーダおユニットをクリックすると走行中、停車中それぞれの場合で次のように動きます。
       • 走行中はモータードライバのチャンネル4のテューティ比を0にします。
         • これにより車両は急停車します。
       • 停車中は進行方向が切り替わります。
2. 本体ボタンによる操作
   • Bボタン
     • エンコーダユニットのクリック動作と同じです。
   • Cボタン
     • 停車中にのみ、モータードライバのチャンネル1、チャンネル3に50msecの間通電します。
       • これによりポイントの切り替えのための内部のソレノイドに通電し、ポイントを切り替えるようになります。

ストーリー

鉄道模型を動かしたい

これまでメイカー系イベントでBトレインショーティやプラレールを制御する作品を展示してきました。 しかし、Bトレインショーティの部品が入手困難になり、プラレールは丈夫で扱いが楽な一方でサイズが大きいために持ち運びや展示スペースを大きく取る必要があるといった大変な側面があります。

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Zゲージショーティ

そんなとき、家電量販店のおもちゃ売り場を見ていると

• レール幅6,5mmとNゲージよりも更に小さいレール
• Bトレインショーティと同じく車長を半分にデフォルメ というZゲージショーティという鉄道模型を発見。

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手持ちの部品で完成

気がつけば買ったまま使ってなかった部品がたくさんあったのであれよあれよで完成！

メンバー

• 

  shaga @shaga

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